SKRIPSI. gelar Sarjana teknikk. Oleh : WILLY SAPUTRA NIM. I JURUSAN. commit to user

Transkripsi

1 PENGARUH TEKANAN PENGEPRESAN TERHADAP KEKUATAN GESER TEKAN DAN BENDING KOMPOSIT LIMBAH KERTAS HVS - SEKAM PADI SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana teknikk Oleh : WILLY SAPUTRA NIM. I JURUSAN TEKNIKK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013

2 ii

3 PENGARUH TEKANAN PENGEPRESAN TERHADAP KEKUATAN GESER TEKAN DAN BENDING KOMPOSIT LIMBAH KERTAS HVS - SEKAM PADI Willy Saputra Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta willysaputr4@gmail.com Abstrak Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh tekanan pengepresan terhadap MOR, MOE dan kekuatan geser tekan komposit limbah kertas HVS-sekam padi. Bahan komposit dibuat dari limbah kertas HVS dan sekam padi. Komposit ini diproduksi dengan menggunakan metode press mold selama 10 menit waktu pengepresan. Komposisi komposit yang digunakan adalah 10% PVAc, 70% limbah kertas HVS dan 20% sekam padi (w/w). Variasi tekanan pengepresan ditentukan pada 0,79 MPa, 1,18 MPa, 1,58 MPa dan 1,97 MPa. Spesimen dilakukan pengujian menggunakan Universal Testing Machine untuk uji bending dan uji geser tekan mengacu pada ASTM D Pengamatan permukaan patahan spesimen diperoleh dengan menggunakan SEM (scanning electron microscope). Meningkatnya tekanan pengepresan meningkatkan ikatan antar muka antara biofiber limbah kertas HVS dan partikel sekam padi. Peningkatan tekanan pengepresan pada 1,97 MPa meningkatkan MOR (108.08%), MOE (92.22%) and kekuatan geser tekan (85.09%) terhadap spesimen dengan tekanan pengepresan 0,79 MPa. Kata kunci : Komposit, PVAc, kertas HVS bekas, sekam padi, tekanan pengepresan iii

4 THE EFFECT OF PRESSING PRESSURE ON SHEAR PRESS STRENGTH AND BENDING OF WASTE HVS PAPER-RICE HUSKS COMPOSITE Willy Saputra Department of Mechanical Engineering, Engineering Faculty Sebelas Maret University, Surakarta Abstract The aim of this research is to investigate the effect of pressing pressure on the MOR, MOE and shear press strength of the waste HVS paper-rice husks composite. Composites material was made from waste HVS paper and rice husks. The composite was produced by using a press mold method for 10 minutes of pressing time. The composition of composite were 10 % of PVAc, 70 % of waste HVS paper and 20 % of rice husks (w/w). The variation of pressing pressure were determined at 0.79 MPa, 1.18 MPa, 1.58 MPa and 1.97 MPa. The specimens were conducted to Universal Testing Machine for bending dan shear press tests referring to ASTM D The fracture surface of the specimens were obtained by using SEM (scanning electron microscopy). The increasing of pressing pressure increased the surface bonding between biofiber of waste HVS paper dan rice husks particles. The increasing of pressing pressure at 1,97 MPa increased MOR (108.08%), MOE (92.22%) and shear press strength (85.09%) to that specimens at 0.79 MPa of pressing pressure. Keyword : composite, PVAc, waste HVS paper, rice husks, pressing pressure iv

5 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat ijin-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada : 1. Kedua orang tua terutama ibu Sutarmi yang selalu mendoakan penulis, ayah Sunardi yang mengajarkan tentang tanggung jawab, saudara-saudara tercinta Heni Puji Lestari S.T., dan Anis Sholikah dan seluruh keluarga terima kasih atas do a, kasih sayang, dan semangat yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I yang dengan ikhlas dan sabar memberikan banyak bantuan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. 3. Bapak Ir. Wijang Wisnu R., M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan banyak masukan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. 4. Bapak Heru Sukanto, S.T., M.T., Bapak Teguh Triyono, S.T., dan Bapak Purwadi Joko Widodo, S.T., M. Kom., selaku dosen penguji. 5. Bapak Rendy Adhi R., S.T., M.T., dan Bapak Tri Istanto, S.T., M.T., selaku pembimbing akademik. 6. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah memberikan ilmu yang sangat berguna bagi penulis. 7. Nur Hajriyani Fajarwati yang telah memberikan motivasi, dukungan dan semangat yang besar hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Selalu sabar dan tidak pernah berhenti memberi teguran dan masukan. Terima kasih juga atas do anya dan perhatianya, terima kasih banyak. 8. Teman-teman Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin UNS terutama angkatan 2007 (Supardi, Khamdan, Sukma, Dani, Eko, Eko Sriwahyudi, Bayu, Apriyan, Agus, Diky, Andry, Haryono, Iva, Mahalevi, Fandi), dan untuk v

6 semua teman-teman Teknik Mesin Reguler tanpa terkecuali yang telah memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi. 9. Kakak tingkat Fakultas Teknik Mesin UNS angkatan 2005, dan 2006 (mas Albert, mas Dhidit, mas Aji, mas Arif, mas Tri Laksono, mas Dony, dan semuanya tanpa terkecuali) yang telah memberikan semangat. 10. Bu Elisa, Mas Har, Pak Endras, & Semua Karyawan Fakultas Teknik terima kasih karena selalu mau untuk penulis repotkan. 11. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan dorongan semangat serta do anya, terima kasih. Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Adanya saran, koreksi dan kritik demi kesempurnaan skripsi ini akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih. Surakarta, Agustus 2013 Penulis vi

7 MOTTO Tegapkan kepala hadapi tantangan untuk mengejar hari esok yang lebih baik (Penulis) sebuah tali simpul yang rumit tidak bisa dikerjakan dengan emosi, tapi butuh kepala dingin dan keuletan untuk menyelesaikannya (Penulis) vii

8 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... iii KATA PENGANTAR... v MOTTO... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Sistematika Penulisan... 3 BAB II. DASAR TEORI Tinjauan Pustaka Teori Tentang Komposit Klasifikasi Komposit Panel Filler Matrik Karakteristik Komposit Pencampuran Serbuk BAB III. METODE PENELITIAN Tempat Penelitian Bahan Penelitian Alat Penelitian Alat Uji Parameter Langkah Kerja Penelitian Diagram Alir Penelitian BAB IV. HASIL DAN ANALISA Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Densitas Komposit Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Kekuatan Bending Modulus of Rupture (MOR) Modulus of Elasticity (MOE) Pengamatan Patahan Bending Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Kekuatan Geser Tekan Potensi Penggunaan Komposit Limbah Kertas HVS-Sekam Padi BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Klasifikasi komposit panel Tabel 2.2. Tingkatan nilai pada particleboard Tabel 2.3. Penggunaan dan tingkatan particleboard ix

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap nilai MOR dan MOE komposit... 6 Gambar 2.2. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap densitas dan hardness komposit... 6 Gambar 2.3. Contoh produk komposit, playwood, OSB, particleboard, MDF, hardboard... 9 Gambar 2.4. Klasifikasi wood composite board berdasarkan ukuran partikel, densitas dan tipe prosesnya Gambar 2.5. Sekam padi Gambar 2.6. Three point bending Gambar 2.7. Pengujian geser tekan Gambar 2.8. Mekanisme pencampuran serbuk Gambar 3.1. Bahan penelitian : (a.) Sekam Padi, (b.) Kertas HVS, (c.) PVAc Gambar 3.2. UTM Gambar 3.3. Desktop SEM Gambar 3.4. Dimensi spesimen bending Gambar 3.5. Dimensi spesimen geser tekan Gambar 3.6. Diagram alir metode penelitian Gambar 4.1. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap densitas komposit Limbah Kertas HVS - Sekam Padi Gambar 4.2. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap nilai MOR komposit Limbah Kertas Gambar 4.3. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap nilai MOE komposit Limbah Kertas Gambar 4.4. Pengamatan Foto SEM (a.) variasi tekanan pengepresan 0,79 MPa; (b.) variasi tekanan pengepresan 1,97 MPa Gambar 4.5. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap kekuatan geser tekan komposit Limbah Kertas x

11 DAFTAR LAMPIRAN Perhitungan Tekanan Pengepresan Perhitungan T-1 (Tekanan Pengepresan 2000 kgf) Perhitungan T-2 (Tekanan Pengepresan 3000 kgf) Perhitungan T-3 (Tekanan Pengepresan 4000 kgf) Perhitungan T-4 (Tekanan Pengepresan 5000 kgf) Tabel Hasil Pengukuran Variasi Tekanan Pengepresan Tabel 1. Pengukuran Densitas Spesimen Komposit Limbah Kertas HVS - Sekam Padi. Tabel 2. Nilai Rata - Rata Densitas Spesimen Komposit Limbah Kertas Tabel 3. Perhitungan MOR Spesimen Bending Komposit Limbah Kertas Tabel 4. Nilai Rata - Rata MOR Spesimen Bending Komposit Limbah Kertas Tabel 5. Perhitungan MOE Spesimen Bending Komposit Limbah Kertas Tabel 6. Nilai Rata - Rata MOE Spesimen Bending Komposit Limbah Kertas Tabel 7. Perhitungan Spesimen Geser Tekan Komposit Limbah Kertas Tabel 8. Nilai Rata - Rata Spesimen Geser Tekan Komposit Limbah Kertas ANSI A (Particleboard) ASTM D-1037 xi

12 xii